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数字信号处理教案(第16次课)

数字信号处理教案(第16次课)
数字信号处理教案(第16次课)

4.4从模拟滤波器低通原型到各种数字滤波器的频率变换

对于模拟滤波器,已经形成了许多成熟的设计方案,如巴特沃兹滤波器,切比雪夫滤波器等,每种滤波器都有自己的一套准确的计算公式,同时,也已制备了大量归一化的设计表格和曲线,为滤波器的设计和计算提供了许多方便,因此在模拟滤波器的设计中,只要掌握原型变换,就可以通过归一化低通原型的参数,去设计各种实际的低通、高通、带通或带阻滤波器。这一套成熟、有效的设计方法,也可通过前面所讨论的各种变换应用于数字滤波器的设计,具体过程如下:

也可把前两步合并成一步,直接从模拟低通归一化原型通过一定的频率变换关系,完成各类数字滤波器的设计,设计过程如下:

频率变换

模拟原型数字低通、高通、带通、带阻

下面举例讨论应用模拟滤波器低通原型,设计各种数字滤波器的基本方法,着重讨论双线性变换法。

双线性变换法由模拟原型设计数字滤波器的四个步骤:

1)确定数字滤波器的性能要求,确定各临界频率{ω

k

}。

2)由变换关系将{ω

k }映射到模拟域,得出模拟滤波器的临界频率值{Ω

k

}。

3)根据{Ω

k

}设计模拟滤波器的Ha(s) 。

4) 把Ha(s)变换成数字滤波器传递函数H(z)。

低通变换

例1.设采样周期T=250μs(f s=4khz) ,设计一个三阶巴特沃兹LP滤波器,其3dB截止频率fc=1khz。分别用脉冲响应不变法和双线性变换法求解。

解:a.脉冲响应不变法

由于脉冲响不变法的频率关系是线性的,所以可直接按Ωc=2πf c设计Ha(s)。根据上节的讨论,以截止频率Ωc 归一化的三阶巴特沃兹滤波器的传递函数为:

以s/Ω代替其归一化频率,得:

也可以查表得到巴特沃兹多项式的系数,之后以s/Ω代替归一化频率,即得H a(s)。

将Ωc=2πf c代入,就完成了模拟滤波器的设计,但为简化运算,减小误差积累,fc

数值放到数字滤波变换后代入。

为进行脉冲响应不变法变换,计算Ha(S)分母多项式的根,将上式写成部分分式结构:

对照前面学过的脉冲响应不变法中的部分分式形式有

将上式系数代入数字滤波器的传递函数: ,

Si :极点

并将Ωc=ωc/T代入,计算得:

合并上式后两项,并将代入,计算得:

可见,H(Z)与采样周期T有关,T越小,H(Z)的相对增益越大,这是不希望的。为此,实际应用脉冲响应不变法时稍作一点修改,即求出H(Z)后,再乘以因子T,使H(Z)只与ωc有关,即只与fc和f s的相对值 f c/f s有关,而与采样频率f s无直接关系。例如,

f s=4KHZ,f c=1KHZ与 f s=4KHZ,f c=10KHZ 的数字滤波器具有相同的传递函数,这一结论适合于所有的数字滤波器设计。最后得:

b. 双线性变换法

(一)首先确定数字域临界频率

(二)根据频率的非线性关系,确定预畸的模拟滤波器临界频率

(三) 以S/Ωc代入归一化的三阶巴特沃模拟器传递函数

并将Ωc=2/T代入上式。

(四)将双线性变换关系代入,求H(Z)。

图3.11为两种设计方法所得到的频响,对于双线性变换法,由于频率的非线性变换,使截止区的衰减越来越快,最后在折叠频率处(Z=-1,ω=π)形成一个三阶传输零点,这个三

阶零点正是模拟滤波器在处的三阶传输零点通过映射形成的。因此,双线性变换法使过渡带变窄,对频率的选择性改善,而脉冲响应不变法存在混淆,且没有传输零点。

高通变换变换方法的选用

设计高通、带通、带阻等数字滤波器时,有两种方法:

①先设计一个相应的高通、带通或带阻模拟滤波器,然后通过脉冲响应不变法或双线性变换法转换为数字滤波器。

模拟原型模拟高通、带通、带阻数字高通、带通、带阻

设计方法同上面讨论的低通滤波器的设计。

即确定{ωk} 转换为相应的{Ωk}

高通、带通、带阻模拟滤波器的设计

Ha(s)Ha(Z)

②直接利用模拟滤波器的低通原型,通过一定的频率变换关系,一步完成各种数字滤波器的设计。频率变换

模拟原型数字低通、高通、带通、带阻

这里只讨论第二种方法。因其简捷便利,所以得到普遍采用。

变换方法的选用:

1.脉冲响应不变法:对于高通、带阻等都不能直接采用,或只能在加了保护滤波器后才可用。因此,使用直接频率变换(第二种方法),对脉冲响应不变法要许多特殊的考虑,它一般应用于第一种方法中。

2.双线性变换法:下面的讨论均用此方法,实际使用中多数情况也是如此。

基于双线性变换法的高通滤波器设计:

在模拟滤波器的高通设计中,低通至高通的变换就是S变量的倒置,这一关系同样可应用于双线性变换,只要将变换式中的S代之以1/S,就可得到数字高通滤波器.即

由于倒数关系不改变模拟滤波器的稳定性,因此,也不会影响双线变换后的稳定条件,而且jΩ轴仍映射在单位圆上,只是方向颠倒了。即

例1

应当明确:所谓高通DF,并不是ω高到,由于数字频域存在折叠频率ω =π对于实数响应的数字滤波器,ω由π~2π部分只是ω由π~0的镜象部分,因此有效的数字域仅是ω=0~π,高通也仅指这一段的高端,即到ω=π为止的部分。

高通变换的计算步骤和低通变换一样。但在确定模

拟原型预畸的临界频率时,应采用

不必加负号,因临界频率只有大小的意义而无正负的意义。

例2.确定最小阶数N。

模拟切比雪夫滤波器设计中阶数的确定公式为

A2实际是与阻带最小衰减有关的值,1/A2是阻带内最大振幅平方,也就是最小阻带衰减,如以分贝值表示这一衰减量,则

e是以分贝计的阻带衰减。今最小阻带衰减为e=19dB,故将一起代入上式,即求得最小的N。

带通变换

如图,如果数字频域上带通的中心频率为ω0,则带通变换的目的是将:

模拟低通

(频率映射关系具有周期性, 幅频响应具有原点对称性)。

即将S的原点映射到而将点映射到,满足这一要求的双线性变换为:

当z=e jω时

因此(带通频率变换关系)

图3.16中Ω=0点正好映射在ω=ω0上,而映射在ω=0,π两端,因此满足带通变换的要求。

设计:设计带通滤波器时,一般只给出上、下边带的截止频率ω1、ω2作为设计要求。

为了应用以上变换,首先要将上下边带参数ω1,ω2换算成中心频率ω0及模拟低通截止频

率Ωc。

为此将ω1,ω2代入变换关系式:

由于Ω1Ω2在模拟低通中是一对镜象频率,Ω1=-Ω2代入上面两等式,求出cosω0

又Ω1同时也就是模拟低通的截止频率Ωc

有了这两个参数就可完成全部计算。

例:采样fs=400kHz,设计一巴特沃兹带通滤波器,其3dB边界频率分别为

f2=90kHz,f1=110kHz,在阻带f3=120kHz处最小衰减大于10dB。

解:确定数字频域的上下边带的角频率

求中心频率:

求模拟低通的通带截止频率Ωc与阻带边界频率Ωs:

从Ωc到Ωs频率增加了约1.05倍,衰减增加了(10-3)dB,如左图,故选用二阶巴特沃兹滤波器可满足指标(查表)。

归一化的系统函数:

代入Ωc,

代入变换公式,得到:

带阻变换

把带通的频率关系倒置就得到带阻变换。

给定,

的频率变换关系如图1。计算方法同带通,不再讨论。

数字信号处理课设题目详细分解步骤

数字信号处理课程详细步骤分解 语音(音乐)信号滤波去噪的选题 课题具体内容 1.1、语音(音乐)信号的采集 要求学生利用Windows下的录音机,录制语音信号“大家好,我是***”,时间在2-3 s左右。或者网上下载一段格式为.wav的音乐。然后在Matlab软件平台下,利用函数wavread 对语音信号进行采样,记住采样频率和采样点数。通过wavread函数的使用,学生很快理解了采样频率、采样位数等概念。采集完成后在信号中加入一个单频噪声,设计的任务即为从含噪信号中滤除单频噪声,还原原始信号。 参考调用格式: [x,fs,bits]=wavread('e:\yuyin.wav'); % 输入参数为文件的全路径和文件名,输出的第一个参数是每个样本的值,fs是生成该波形文件时的采样率,bits是波形文件每样本的编码位数。 sound(x,fs,bits); % 按指定的采样率和每样本编码位数回放 N=length(x); % 计算信号x的长度 fn=2100; % 单频噪声频率,此参数可改 t=0:1/fs:(N-1)/fs; % 计算时间范围,样本数除以采样频率 x=x'; y=x+0.1*sin(fn*2*pi*t); sound(y,fs,bits); % 应该可以明显听出有尖锐的单频啸叫声 1.2、语音信号的频谱分析 要求学生首先画出语音信号的时域波形;然后对语音号进行快速傅里叶变换,得到信号的频谱特性,从而加深学生对频谱特性的理解。 参考调用格式: X=abs(fft(x)); Y=abs(fft(y)); % 对原始信号和加噪信号进行fft变换,取幅度谱 X=X(1:N/2); Y=Y(1:N/2); % 截取前半部分 deltaf=fs/2/N; % 计算频谱的谱线间隔 f=0:deltaf:fs/2-deltaf; % 计算频谱频率范围 用绘图命令分别画出加噪前后信号的时域和频域波形,注意:布局为2*2的子图,每个子图都分别加上横纵坐标,网格和标题。

数字信号处理课程设计报告

《数字信号处理》课程设计报告 设计题目: IIR滤波器的设计 专业: 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 2010年月日

1、设计目的 1、掌握IIR 滤波器的参数选择及设计方法; 2、掌握IIR 滤波器的应用方法及应用效果; 3、提高Matlab 下的程序设计能力及综合应用能力。 4、了解语音信号的特点。 2、设计任务 1、学习并掌握课程设计实验平台的使用,了解实验平台的程序设计方法; 2、录制并观察一段语音信号的波形及频谱,确定滤波器的技术指标; 3、根据指标设计一个IIR 滤波器,得到该滤波器的系统响应和差分方程,并根据差分方程将所设计的滤波器应用于实验平台,编写相关的Matlab 程序; 4、使用实验平台处理语音信号,记录结果并进行分析。 3、设计内容 3.1设计步骤 1、学习使用实验平台,参见附录1。 2、使用录音机录制一段语音,保存为wav 格式,录音参数为:采样频率8000Hz、16bit、单声道、PCM 编码,如图1 所示。 图1 录音格式设置 在实验平台上打开此录音文件,观察并记录其波形及频谱(可以选择一段较为稳定的语音波形进行记录)。 3、根据信号的频谱确定滤波器的参数:通带截止频率Fp、通带衰减Rp、阻带截止频率Fs、阻带衰减Rs。 4、根据技术指标使用matlab 设计IIR 滤波器,得到系统函数及差分方程,并记录得到系统函数及差分方程,并记录其幅频响应图形和相频响应图形。要求设计 第 1页出的滤波器的阶数小于7,如果不能达到要求,需要调整技术指标。 5、记录滤波器的幅频响应和系统函数。在matlab 中,系统函数的表示公式为:

因此,必须记录系数向量a 和b。系数向量a 和b 的可以在Matlab 的工作空间(WorkSpace)中查看。 6、根据滤波器的系统函数推导出滤波器的差分方程。 7、将设计的滤波器应用到实验平台上。根据设计的滤波器的差分方程在实验平台下编写信号处理程序。根据运行结果记录处理前后的幅频响应的变化情况,并试听处理前后声音的变化,将结果记录,写入设计报告。 3.2实验程序 (1)Rs=40; Fs=1400; Rp=0.7; Fp=450; fs=8000; Wp=2*pi*Fp;Ws=2*pi*Fs; [N,Wn]=buttord(Wp,Ws,Rp,Rs,'s'); [b1,a1]=butter(N,Wn,'s'); [b,a]=bilinear(b1,a1,fs); [H,W]=freqz(b,a); figure; subplot(2,1,1);plot(W*fs/(2*pi),abs(H));grid on;title('频率响应'); xlabel('频率');ylabel('幅值');、 subplot(2,1,2); plot(W,angle(H));grid on;title('频率响应'); xlabel('相位(rad)');ylabel('相频特性'); 3.3实验结果(如图): N =5 Wn=6.2987e+003 第 2页

数字信号处理课设共18页文档

数字信号处理课程设计 姓名:刘倩 学号:201014407 专业:信息与计算科学 实验一:常见离散信号产生和实现 一、实验目的: 1、加深对常用离散信号的理解; 2、掌握matlab 中一些基本函数的建立方法。 二、实验原理: 1.单位抽样序列 在MATLAB 中可以利用zeros()函数实现。 如果)(n δ在时间轴上延迟了k 个单位,得到)(k n -δ即: 2.单位阶越序列 在MATLAB 中可以利用ones()函数实现。 3.正弦序列 在MATLAB 中 4.复指数序列 在MATLAB 中 5.指数序列 在MATLAB 中

实验内容:由周期为10的正弦函数生成周期为20的余弦函数。 实验代码: n=0:30; y=sin(0.2*pi*n+pi/2); y1=sin(0.1*pi*n+pi/2); subplot(121) stem(n,y); xlabel ('时间序列n');ylabel('振幅');title('正弦函数序列y=sin(0.2*pi*n+pi/2)'); subplot(122) stem(n,y1); xlabel ('时间序列n');ylabel('振幅'); title('正弦函数序列y=sin(0.2*pi*n+pi/2)'); 实验结果: 实验二:离散系统的时域分析 实验目的:加深对离散系统的差分方程、冲激响应和卷积分析方法的理解。实验原理:离散系统 其输入、输出关系可用以下差分方程描述: 输入信号分解为冲激信号, 记系统单位冲激响应 则系统响应为如下的卷积计算式:

当N k d k ,...2,1,0==时,h[n]是有限长度的(n :[0,M]),称系统为FIR 系统;反之,称系统为IIR 系统。 在MATLAB 中,可以用函数y=filter(p,d,x)实现差分方程的仿真,也可以用函数 y=conv(x,h)计算卷积,用y=impz(p,d,N)求系统的冲激响应。 实验内容:用MATLAB 计算全解 当n>=0时,求用系数差分方程y[n]+y[n-1]-6y[n-2]=x[n]描述的一个离散时间系统对阶跃输入x[n]=8μ[n]的全解。 实验代码: n=0:7; >> [y,sf]=filter(1,[1 1 -6],8*ones(1,8),[-7 6]); >> y1(n+1)=-1.8*(-3).^n+4.8*(2).^n-2; >> subplot(121) >> stem(n,y); >> title('由fliter 函数计算结果'); >> subplot(122) >> stem(n,y1); >> title('准确结果'); 实验结果: 结果分析:有图可得由fliter 函数得出的结果与计算出的准确结果完全一致。 实验三FFT 算法的应用

数字信号处理课程设计报告

抽样定理的应用 摘要 抽样定理表示为若频带宽度有限的,要从抽样信号中无失真地恢复原信号,抽样频率应大于2倍信号最高频率。抽样频率小于2倍频谱最高频率时,信号的频谱有混叠。抽样频率大于2倍频谱最高频率时,信号的频谱无混叠。 语音信号处理是研究用数字信号处理技术和语音学知识对语音 信号进行处理的新兴学科,是目前发展最为迅速的学科之一,通过语音传递信息是人类最重要,最有效,最常用和最方便的交换信息手段,所以对其的研究更显得尤为重要。 Matlab语言是一种数据分析和处理功能十分强大的计算机应用 软件,它可以将声音文件变换成离散的数据文件,然后用起强大的矩阵运算能力处理数据。这为我们的本次设计提供了强大并良好的环境! 本设计要求通过利用matlab对模拟信号和语音信号进行抽样,通过傅里叶变换转换到频域,观察波形并进行分析。 关键词:抽样Matlab

目录 一、设计目的: (2) 二、设计原理: (2) 1、抽样定理 (2) 2、MATLAB简介 (2) 3、语音信号 (3) 4、Stem函数绘图 (3) 三、设计内容: (4) 1、已知g1(t)=cos(6πt),g2(t)=cos(14πt),g3(t)=cos(26πt),以抽样频率 fsam=10Hz对上述三个信号进行抽样。在同一张图上画出g1(t),g2(t),g3(t)及其抽样点,对所得结果进行讨论。 (4) 2、选取三段不同的语音信号,并选取适合的同一抽样频率对其进 行抽样,画出抽样前后的图形,并进行比较,播放抽样前后的语音。 (6) 3、选取合适的点数,对抽样后的三段语音信号分别做DFT,画图 并比较。 (10) 四、总结 (12) 五、参考文献 (13)

数字信号处理教案

数字信号处理教案

数字信号处理教案

课程特点: 本课程是为电子、通信专业三年级学生开设 的一门课程,它是在学生学完了信号与系统的课程后,进一步为学习专业知识打基础的课程。本课程将通过讲课、练习使学生掌握数字信号处理的基本理论和方法。课程内容包括:离散时间信号与系统;离散变换及其快速算法;数字滤波器结构;数字滤波器设计;数字信号处理系统的实现等。 本课程逻辑性很强, 很细致, 很深刻;先难后易, 前三章有一定的难度, 倘能努力学懂前三章(或前三章的0 080), 后面的学习就会容易一些;只要在课堂上专心听讲, 一般是可以听得懂的, 但即便能听懂, 习题还是难以顺利完成。这是因为数字信号分析技巧性很强, 只了解基本的理论和方法, 不辅以相应的技巧, 是很难顺利应用理论和方法的。论证训练是信号分析课基本的,也是重要的内容之一, 也是最难的内容之一。 因此, 理解证明的思维方式, 学习基本的证明方法, 掌握叙述和书写证明的一般语言和格式, 是信号分析教学贯穿始终的一项任务。 鉴于此, 建议的学习方法是: 预习, 课堂上认

真听讲, 必须记笔记, 但要注意以听为主, 力争在课堂上能听懂七、八成。课后不要急于完成作业, 先认真整理笔记, 补充课堂讲授中太简或跳过的推导, 阅读教科书, 学习证明或推导的叙述和书写。基本掌握了课堂教学内容后, 再去做作业。在学习中, 要养成多想问题的习惯。 课堂讲授方法: 1. 关于教材: 《数字信号处理》作者丁玉美高西全西安电子科技大学出版社 2. 内容多, 课时紧: 大学课堂教学与中学不同的是每次课介绍的内容很多, 因此, 内容重复的次数少, 讲课只注重思想性与基本思路, 具体内容或推导特别是同类型或较简的推理论证及推导计算, 可能讲得很简, 留给课后的学习任务一般很重。. 3. 讲解的重点: 概念的意义与理解, 理论的体系, 定理的意义、条件、结论、定理证明的分析与思路, 具有代表性的证明方法, 解题的方法与技巧,某些精细概念之间的本质差别. 在教学中, 可能会写出某些定理证明, 以后一般不会做特别具体的证明叙述.

数字信号处理课程设计报告 杨俊

课程设计报告 课程名称数字信号处理 课题名称数字滤波器设计及在语音信号分析中的应用 专业通信工程 班级1281 学号201213120101 姓名杨俊 指导教师彭祯韩宁 2014年12月5日

湖南工程学院 课程设计任务书 课程名称数字信号处理 课题数字滤波器设计 及在语音信号分析中的应用专业班级通信工程1281班 学生姓名杨俊 学号201213120101 指导老师彭祯韩宁 审批 任务书下达日期2014 年12月5日 任务完成日期2014 年12月13日

《数字信号处理》课程设计任务书 一、课程设计的性质与目的 《数字信号处理》课程是通信专业的一门重要专业基础课,是信息的数字化处理、存储和应用的基础。通过该课程的课程设计实践,使学生对信号与信息的采集、处理、传输、显示、存储、分析和应用等有一个系统的掌握和理解;巩固和运用在《数字信号处理》课程中所学的理论知识和实验技能,掌握数字信号处理的基础理论和处理方法,提高分析和解决信号与信息处理相关问题的能力,为以后的工作和学习打下基础。 数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统,通过对抽样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的。根据其单位冲激响应函数的时域特性可分为两类:无限冲激响应(IIR)滤波器和有限冲激响应(FIR)滤波器。 二、课程设计题目 题目1:数字滤波器设计及在语音信号分析中的应用。 1、设计步骤: (1)语音信号采集 录制一段课程设计学生的语音信号并保存为文件,要求长度不小于10秒,并对录制的信号进行采样;录制时可以使用Windows自带的录音机,或者使用其它专业的录音软件,录制时需要配备录音硬件(如麦克风),为便于比较,需要在安静、干扰小的环境下录音。 然后在Matlab软件平台下,利用函数wavread对语音信号进行采样,记住采样频率和采样点数。 (2)语音信号分析 使用MATLAB绘出采样后的语音信号的时域波形和频谱图。根据频谱图求出其带宽,并说明语音信号的采样频率不能低于多少赫兹。 (3)含噪语音信号合成 在MATLAB软件平台下,给原始的语音信号叠加上噪声,噪声类型分为如下几种:①白

数字信号处理教案

数字信号处理教案 余月华

课程特点: 本课程是为电子、通信专业三年级学生开设的一门课程,它是在学生学完了信号与系统的课程后,进一步为学习专业知识打基础的课程。本课程将通过讲课、练习使学生掌握数字信号处理的基本理论和方法。课程内容包括:离散时间信号与系统;离散变换及其快速算法;数字滤波器结构;数字滤波器设计;数字信号处理系统的实现等。 本课程逻辑性很强, 很细致, 很深刻;先难后易, 前三章有一定的难度, 倘能努力学懂前三章(或前三章的0080), 后面的学习就会容易一些;只要在课堂上专心听讲, 一般是可以听得懂的, 但即便能听懂, 习题还是难以顺利完成。这是因为数字信号分析技巧性很强, 只了解基本的理论和方法, 不辅以相应的技巧, 是很难顺利应用理论和方法的。论证训练是信号分析课基本的,也是重要的内容之一, 也是最难的内容之一。 因此, 理解证明的思维方式, 学习基本的证明方法, 掌握叙述和书写证明的一般语言和格式, 是信号分析教学贯穿始终的一项任务。 鉴于此, 建议的学习方法是: 预习, 课堂上认真听讲, 必须记笔记, 但要注意以听为主, 力争在课堂上能听懂七、八成。 课后不要急于完成作业, 先认真整理笔记, 补充课堂讲授中太简或跳过的推导, 阅读教科书, 学习证明或推导的叙述和书写。基本掌握了课堂教学内容后, 再去做作业。在学习中, 要养成多想问题的习惯。 课堂讲授方法: 1. 关于教材: 《数字信号处理》 作者 丁玉美 高西全 西安电子科技大学出版社 2. 内容多, 课时紧: 大学课堂教学与中学不同的是每次课介绍的内容很多, 因此, 内容重复的次数少, 讲课只注重思想性与基本思路, 具体内容或推导特别是同类型或较简的推理论证及推导计算, 可能讲得很简, 留给课后的学习任务一般很重。. 3. 讲解的重点: 概念的意义与理解, 理论的体系, 定理的意义、条件、结论、定理证明的分析与思路, 具有代表性的证明方法, 解题的方法与技巧,某些精细概念之间的本质差别. 在教学中, 可能会写出某些定理证明, 以后一般不会做特别具体的证明叙述. 4. 要求、辅导及考试: a. 学习方法: 适应大学的学习方法, 尽快进入角色。 课堂上以听为主, 但要做课堂笔记,课后一定要认真复习消化, 补充笔记,一般课堂教学与课外复习的时间比例应为1 : 3 。 b. 作业: 大体上每两周收一次作业, 一次收清。每次重点检查作业总数的三分之一。 作业的收交和完成情况有一个较详细的登记, 缺交作业将直接影响学期总评成绩。 c. 辅导: 大体两周一次。 d. 考试: 只以最基本的内容进行考试, 大体上考课堂教学和所布置作业的内容。 课程的基本内容与要求 第一章. 时域离散信号与时域离散系统 1. 熟悉6种常用序列及序列运算规则; 2. 掌握序列周期性的定义及判断序列周期性的方法; 3. 掌握离散系统的定义及描述方法(时域描述和频域描述); 4. 掌握LSI 系统的线性移不变和时域因果稳定性的判定; 第二章 时域离散信号与系统的傅立叶变换分析方法

数字信号处理课程设计

数字信号处理 课 程 设 计 院系:电子信息与电气工程学院 专业:电子信息工程专业 班级:电信班 姓名: 学号: 组员:

摘要 滤波器设计在数字信号处理中占有极其重要的地位,FIR数字滤波器和IIR 滤波器是滤波器设计的重要组成部分。利用MATLAB信号处理工具箱可以快速有效地设计各种数字滤波器。课题基于MATLAB有噪音语音信号处理的设计与实现,综合运用数字信号处理的理论知识对加噪声语音信号进行时域、频域分析和滤波。通过理论推导得出相应结论,再利用 MATLAB 作为编程工具进行计算机实现。在设计实现的过程中,使用窗函数法来设计FIR数字滤波器,用巴特沃斯、切比雪夫和双线性变法设计IIR数字滤波器,并利用MATLAB 作为辅助工具完成设计中的计算与图形的绘制。通过对对所设计滤波器的仿真和频率特性分析,可知利用MATLAB信号处理工具箱可以有效快捷地设计FIR和IIR数字滤波器,过程简单方便,结果的各项性能指标均达到指定要求。 关键词数字滤波器 MATLAB 窗函数法巴特沃斯

目录 摘要 (1) 1 引言 (1) 1.1课程设计目的 (1) 1.2 课程设计内容及要求 (1) 1.3课程设计设备及平台 (1) 1.3.1 数字滤波器的简介及发展 (1) 1.3.2 MATLAB软件简介 (2) 2 课程设计原理及流程 (4) 3.课程设计原理过程 (4) 3.1 语音信号的采集 (4) 3.2 语音信号的时频分析 (5) 3.3合成后语音加噪声处理 (7) 3.3.1 噪声信号的时频分析 (7) 3.3.2 混合信号的时频分析 (8) 3.4滤波器设计及消噪处理 (10) 3.4.1 设计IIR和FIR数字滤波器 (10) 3.4.2 合成后语音信号的消噪处理 (13) 3.4.3 比较滤波前后语音信号的波形及频谱 (13) 3.4.4回放语音信号 (15) 3.5结果分析 (15) 4 结束语 (15) 5 参考文献 (16)

数字信号处理课程规划报告

数字信号处理课程设计报告《应用Matlab对信号进行频谱分析及滤波》 专业: 班级: 姓名: 指导老师: 二0 0五年一月一日

目录 设计过程步骤() 2.1 语音信号的采集() 2.2 语音信号的频谱分析() 2.3 设计数字滤波器和画出其频谱响应() 2.4 用滤波器对信号进行滤波() 2.5滤波器分析后的语音信号的波形及频谱() ●心得和经验()

设计过程步骤 2.1 语音信号的采集 我们利用Windows下的录音机,录制了一段开枪发出的声音,时间在1 s内。接着在C盘保存为WAV格式,然后在Matlab软件平台下.利用函数wavread对语音信号进行采样,并记录下了采样频率和采样点数,在这里我们还通过函数sound引入听到采样后自己所录的一段声音。通过wavread函数和sound的使用,我们完成了本次课程设计的第一步。其程序如下: [x,fs,bite]=wavread('c:\alsndmgr.wav',[1000 20000]); sound(x,fs,bite); 2.2 语音信号的频谱分析 首先我们画出语音信号的时域波形;然后对语音信号进行频谱分析,在Matlab中,我们利用函数fft对信号进行快速傅里叶变换,得到信号的频谱特性性。到此,我们完成了课程实际的第二部。 其程序如下: n=1024; subplot(2,1,1); y=plot(x(50:n/4)); grid on ; title('时域信号') X=fft(x,256); subplot(2,1,2); plot(abs(fft(X))); grid on ; title('频域信号'); 运行程序得到的图形:

设计数字信号处理课程设计

语音信号滤波去噪报告书 课程:数字信号处理 指导老师: 完成组员: 完成日期: 2013.01.05

摘要本课程设计主要是下载一段语音信号,绘制其波形并观察其频谱。然后在该语言信号中加一个噪音,利用布莱克曼和矩形窗窗设计一个FIR滤波器,对该语音信号进行虑噪处理,然后比较滤波前后的波形与频谱。在本课程设计中,是用MATLAB的集成环境完成一系列的设计。首先对加噪的语音信号进行虑波去噪处理,再比较滤波前后的频率响应曲线,若一样则满足所设计指标,否则不满足。也可以调用函数sound听滤波前后其语音信号是否带有噪声。若无噪声也说明该滤波器的设置也是成功的。 关键词语音信号;MATLAB; FIR滤波器;滤波去噪; 1 引言 人们在语音通信的过程中将不可避免的会受到来自周围环境的干扰,例如传输媒介引入的噪声,通信设备内部的电噪声,乃至其他讲话者的话音等。正因为有这些干扰噪声的存在,接受者接受到的语音已不是原始的纯净语音信号,而是受噪声干扰污染的带噪声语音信号。而本课程设计就是利用MATLAB集成环境用布莱克曼窗的方法设计一个FIR滤波器,对语音信号进行滤波去噪处理,并将虑噪前后的频谱图进行对比。 1.1 课程设计目的 数字信号处理课程设计是数字信号处理课程的重要实践性环节,是学生在校期间一次较全面的工程师能力训练,在实现学生总体培养目标中占有重要地位。综合运用本课程的理论知识进行频谱分析以及滤波器设计,通过理论推导得出相应结论,并利用MATLAB作为编程工具进行计算机实现,从而复习巩固了课堂所学的理论知识,提高了对所学知识的综合应用能力,并从实践上初步实现了对数字信号的处理。本课程设计能使学生对通信工程领域各种技术的DSP实现的设计有较熟练的掌握。且通过自身的实践,对DSP的设计程序、内容和方法有更深入的掌握,提高实际运用的能力。并可综合运用这些知识解决一定

数字信号处理课设报告

课程设计任务书 学生姓名:杨茜专业班级:电信1206班指导教师:黄朝兵工作单位:信息工程学院 题目:IIR带阻滤波器的设计 初始条件: 具备数字信号处理的理论知识; 具备Matlab编程能力; 熟悉带阻滤波器的设计原理; 提供编程所需要的计算机一台 要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求) 1、设计中心频率为200Hz,带宽为150Hz的IIR数字带阻滤波器; 2、独立编写程序实现 3、完成符合学校要求的设计说明书 时间安排: 一周,其中3天程序设计,2天程序调试 指导教师签名:年月日 系主任(或责任教师)签名:年月日

摘要 数字滤波器是由数字乘法器、加法器和延时单元组成的一种算法或是装置。数字滤波器的功能是对输入离散信号的数字代码进行运算处理,已达到信号频谱的目的。由于电子计算机技术和大规模集成电路的发展,数字滤波器已可用计算机软件实现,也可用大规模集成数字硬件实时实现。使用MATLAB信号处理箱和BW(巴特沃斯)设计低通滤波器。IIR数字滤波器,又名“无限脉冲响应数字滤波器”,或“递归滤波器”。递归滤波器,也就是IIR数字滤波器,顾名思义,具有反馈,一般认为具有无限的脉冲响应。 关键字:数字滤波器IIR MATLAB

Abstract Digital filter is made up of digital multiplier, adder and delay time of an algorithm, or device.The function of the digital filter is the input discrete signal processing of digital code, has reached the purpose of the signal spectrum.Due to the development of the computer technology and large scale integrated circuit, the digital filter has been available computer software implementation, large-scale integrated digital real-time hardware implementation is also https://www.doczj.com/doc/2c8902706.html,ing the MATLAB signal processing box and BW, butterworth low-pass filter design.IIR digital filter, also known as "infinite impulse response digital filter", or "recursive filter".Recursive filter, also known as the name implies, IIR digital filter, with feedback, generally credited with infinite impulse response. Key word:Digital filter IIR MATLAB

数字信号处理课设报告

课程设计报告 课程名称数字信号处理课程设计 课题名称数字滤波器设计及在语音信号分析中的应用 专业通信工程 班级 学号 姓名 指导教师 2012年9 月10日

湖南工程学院 课程设计任务书 课程名称数字信号处理课程设计 课题名称数字滤波器设计及在语音信号分析中的应用 专业通信工程 班级 学号 姓名 指导教师 审批 任务书下达日期2012 年9月 1 日任务完成日期2012 年9月10日

《数字信号处理》课程设计指导 一、课程设计的性质与目的 《数字信号处理》课程是通信专业的一门重要专业基础课,是信息的数字化处理、存储和应用的基础。通过该课程的课程设计实践,使学生对信号与信息的采集、处理、传输、显示、存储、分析和应用等有一个系统的掌握和理解;巩固和运用在《数字信号处理》课程中所学的理论知识和实验技能,掌握数字信号处理的基础理论和处理方法,提高分析和解决信号与信息处理相关问题的能力,为以后的工作和学习打下基础。 数字滤波器是一种用来过滤时间离散信号的数字系统,通过对抽样数据进行数学处理来达到频域滤波的目的。根据其单位冲激响应函数的时域特性可分为两类:无限冲激响应(IIR)滤波器和有限冲激响应(FIR)滤波器。 二、课程设计题目 课程设计题目分为2个方向,每班选做方向一的同学约占2/3,选做方向二的约占1/3。 方向一:数字滤波器设计及在语音信号分析中的应用。 步骤: 1、语音信号采集 录制一段课程设计学生的语音信号并保存为文件,要求长度不小于10秒,并对录制的信号进行采样;录制时可以使用Windows自带的录音机,或者使用其它专业的录音软件,录制时需要配备录音硬件(如麦克风),为便于比较,需要在安静、干扰小的环境下录音。 2、语音信号分析 使用MATLAB绘出采样后的语音信号的时域波形和频谱图。根据频谱图求出其带宽,并说明语音信号的采样频率不能低于多少赫兹。 3、含噪语音信号合成 在MATLAB软件平台下,给原始的语音信号叠加上噪声,噪声类型分为如下几种:(1)白噪声;(2)单频噪色(正弦干扰);(3)多频噪声(多正弦干扰);(4)其它干扰,可设置为低频、高频、带限噪声,或Chirp干扰、冲激干扰。绘出叠

《数字信号处理》课程教学大纲

《数字信号处理》课程教学大纲 课程编号: 11322617,11222617,11522617 课程名称:数字信号处理 英文名称:Digital Signal Processing 课程类型: 专业核心课程 总学时:56 讲课学时:48 实验学时:8 学分:3 适用对象: 通信工程专业、电子信息科学与技术专业 先修课程:信号与系统、Matlab语言及应用、复变函数与积分变换 执笔人:王树华审定人:孙长勇 一、课程性质、目的和任务 《数字信号处理》是通信工程、电子信息科学与技术专业以及电子信息工程专业的必修课之一,它是在学生学完了信号与系统的课程后,进一步学习其它专业选修课的专业平台课程。本课程将通过讲课、练习、实验使学生掌握数字信号处理的基本理论和方法。为以后进一步学习和研究奠定良好的基础。 二、课程教学和教改基本要求 数字信号处理是用数字或符号的序列来表示信号,通过数字计算机去处理这些序列,提取其中的有用信息。例如,对信号的滤波,增强信号的有用分量,削弱无用分量;或是估计信号的某些特征参数等。总之,凡是用数字方式对信号进行滤波、变换、增强、压缩、估计和识别等都是数字信号处理的研究对象。 本课程介绍了数字信号处理的基本概念、基本分析方法和处理技术。主要讨论离散时间信号和系统的基础理论、离散傅立叶变换DFT理论及其快速算法FFT、IIR和FIR数字滤波器的设计以及有限字长效应。通过本课程的学习使学生掌握利用DFT理论进行信号谱分析,以及数字滤波器的设计原理和实现方法,为学生进一步学习有关信息、通信等方面的课程打下良好的理论基础。 本课程将通过讲课、练习、实验使学生掌握数字信号处理的基本理论和方法。为以后进一步学习和研究奠定良好的基础,应当达到以下目标: 1、使学生建立数字信号处理系统的基本概念,了解数字信号处理的基本手段以及数字信号处理所能够解决的问题。 2、掌握数字信号处理的基本原理,基本概念,具有初步的算法分析和运用MATLAB编程的能力。 3、掌握数字信号处理的基本分析方法和研究方法,使学生在科学实验能力、计算能力和抽象思维能力得到严格训练,培养学生独立分析问题与解决问题的能力,提高科学素质,为后续课程及从事信息处理等方面有关的研究工作打下基础。 4、本课程的基本要求是使学生能利用抽样定理,傅立叶变换原理进行频谱分析和设计简单的数字滤波器。 三、课程各章重点与难点、教学要求与教学内容

数字信号处理课程设计

山东工商学院 课程设计报告 课程名称:数字信号处理A 班级:XXXXX 姓名: XXXX 学号:XXXXX 指导教师:XXXX 时间:2016年1月1日

一、课程设计题目 题目1: (1)、已知Xa(t)=e^-1000|t|,求其傅立叶变换Xa(j Ω) ,画出模拟信号及其连续时间傅里叶变换的曲线图。 (2)、以Xa(t)为例,说明采样频率对频率响应的影响,分别采用fs=1000Hz 和fs=5000Hz ,绘出X(e^jw)曲线。 (1) 代码: close all clear;clc; W=10;f=1000;n=-10:W-1;t=n/f; X=exp(-1000*abs(t)); subplot(1,2,1);plot(t,X); %画模拟信号曲线 xlabel('t/s');ylabel('xa(n)'); title('模拟信号'); %标题模拟信号 tf=10;N=100;dt=10/N;t=(1:N)*dt; wf=25;Nf=50; w1=linspace(0,wf,Nf); %0-25之间分成50点 dw=wf/(Nf-1); W1=-50:50; Xat=exp(-1000*abs(t)); %表达式 F1=Xat*exp(-1i*t'*w1)*dt; %傅立叶变换 w=[-fliplr(w1),w1(2:Nf)]; %负频率的频谱 Y1=(exp(2)-1)./(exp(2)-exp(1-1i*W1)-exp(1+1i*W1)+1); F=[fliplr(F1),F1(2:Nf)];t=[-fliplr(t),t]; subplot(1,2,2); plot(w,F,'linewidth',1); %画傅立叶变换曲线 xlabel('w/pi');ylabel('Xa(j Ω)'); title('傅里叶变换'); %标题傅立叶变换 结果: -0.01-0.005 00.005 0.01 0.2 0.4 0.6 0.8 1 t/s x a (n ) 模拟信号 -40 -20 02040 -3-2 -1 0123 4 -45 w/pi X a (j Ω) 傅里叶变换

郑州大学数字信号处理课程设计报告

实验一:基于DFT的数字谱分析以及可能出现的问题 一、实验目的: 1.进一步加深对DFT的基本性质的理解。 2.掌握在MATLAB环境下采用FFT函数编程实现DFT的语句用法。 3.学习用DFT进行谱分析的方法,了解DFT谱分析中出现的频谱泄露和栅栏效应现 象,以便在实际中正确应用DFT。 二、实验步骤: 1.复习DFT的定义、物理含义以及主要性质。 2.复习采用DFT进行谱分析可能出现的三个主要问题以及改善方案。 3.按实验内容要求,上机实验,编写程序。 4.通过观察分析实验结果,回答思考题,加深对DFT相关知识的理解。 三、上机实验内容: 1.编写程序产生下列信号供谱分析用: 离散信号: x1=R10(n) x2={1,2,3,4,4,3,2,1},n=0,1,2,3,4,5,6,7 x3={4,3,2,1, 1,2,3,4},n=0,1,2,3,4,5,6,7 连续信号: x4=sin(2πf1t)+sin(2πf2t) f1=100Hz, f2=120Hz,采样率fs=800Hz 2.对10点矩形信号x1分别进行10点、16点、64点和256点谱分析,要求256点 频谱画出连续幅度谱,10点、16点和64点频谱画出离散幅度谱,观察栅栏效应。 3.产生信号x2和x3分别进行8点、16点谱分析,画出离散幅度谱,观察两个信 号的时域关系和幅度谱的关系。 4.对双正弦信号x4以采样率fs=800Hz抽样,生成离散双正弦信号并画出连续波形; 对离散双正弦信号进行时域截断,截取样本数分别为1000、250、50。对不同样本的双正弦信号分别进行1024点谱分析,画出连续幅度谱,观察频谱泄露现象。

数字信号处理课程设计(对音乐信号的各种处理)

实验1 1、音乐信号的音谱和频谱观察 ○1使用wavread语句读取音乐信号,获取抽样率; ○2输出音乐信号的波形和频谱,观察现象; ○3使用sound语句播放音乐信号,注意不同抽样率下的音调变化,解释现象。 clear all;close all;clc [a,fs,bit]=wavread('c:\MATLAB6p5\work\陪你一起看草原.wav'); size(a); y1=a(:,1); a1=y1(10000:60000) figure; subplot(2,1,1),plot(a); subplot(2,1,2),plot(a1); x1=resample(a1,2,1); %y=resample(x,p,q)返回量的长度是向量x的p/q倍sound(x1,fs); %sound(a,fs); N1=length(a1); F1=fft(a1,N1); w=2/N1*[0:N1-1]; %频谱图横坐标设置 figure; plot(w,abs(F1)); N2=length(a1); t=0:1/N2:1/N2*(N2-1); title('傅利叶变换'); %傅利叶变换; figure; plot(a1); title('时域波形'); %时域波形;

1,以二倍的抽样率听声音信号时,音乐播放的特别快,像被压缩了,播放的时间比原信号短。 2,以二分之一的抽样率听声音信号时,音乐播放的特别慢,像被拉长了,播放的时间比原信号长。 3,原信号频谱截止频率为0.5*pi 实验2 2、音乐信号的抽取(减抽样) ○1观察音乐信号频率上限,选择适当的抽取间隔对信号进行减抽样(给出两种抽取间隔, 代表混叠和非混叠); ○2输出减抽样音乐信号的波形和频谱,观察现象,给出理论解释; ○3播放减抽样音乐信号,注意抽样率的改变,比较不同抽取间隔下的声音,解释现象。 clear all;close all;clc [a,fs,bit]=wavread('c:\MATLAB6p5\work\陪你一起看草原.wav'); size(a); y1=a(:,1); a1=y1(10000:60000)

数字信号处理电子教案-第六章

数字信号处理电子教案 第六章无限脉冲响应数字滤波器设计 江西理工大学物理教研室 2010年11月7日

数字信号处理教案

数字信号处理教案

数字信号处理教案

6.1 数字滤波器基本概念 数字滤波器是指完成信号滤波处理功能的,用有限精度算法实现的离散时间线性非时变系统,其输入是一组数字量,其输出是经过变换的另一组数字量。因此,它本身即可以是用数字硬件装配成的一台完成给定运算的专用数字计算机,也可以是将所需运算编成程序,让通用计算机来执行。数字滤波器具有稳定性高、精度高、灵活性大等优点。随着数字技术的发展,用数字技术实现滤波器的功能越来越受到人们的注意和广泛的应用。 一、 常用滤波器的性能指标 滤波器性能一般用系统频率特性)(ωj e H 来说明,常用的性能指标主要有以下三个参数: 1. 幅度平方函数 2 *()()*() ()() ()() j j j j j j z e H e H e H e H e H e H z H z ω ω ωωωω-==?== 该性能指标主要用来说明系统的幅频特性。 2. 相位函数 ()()Re[()]Im[()]()j j j j j j e H e H e j H e H e e ω ωωωωβ=+= 其中: ? ?? ???=)](Re[)](Im[)(ω ωω βj j j e H e H arctg e 该指标主要用来说明系统的相位特性。 3. 群延时 ω βωτωd e d j )] ([)(-= 定义为相位对角频率导数的负值,说明了滤波器对不同的频率成分的平均延时。当要求在通带内的群延迟是常数时,滤波器相位响应特性应该是线性的。 二、实际滤波器的频率特性 实际设计中所能得到的滤波器的频率特性与理想滤波器的频率特性之间存在着一些显著的差别,现以低通滤波器的频率特性为例进行说明。 1. 理想滤波器的特性: 设滤波器输入信号为)(t x ,信号中混入噪音)(t u ,它们有不同的频率成分。滤波器的单位脉冲响应为)(t h 。则理想滤波器输出为: ()[()()]()()y t x t u t h t K x t τ=+*=?- (6-1) 即噪音信号被滤除0)()(=*t h t u ,而信号无失真只有延时和线性放大。对(6-1)式作傅里叶变换得: ()()()()()()j Y j X j H j U j H j Ke X j τ-ΩΩ=Ω?Ω+Ω?Ω=Ω (6-2) 假定噪音信号被滤除,即 ()()0U j H j Ω?Ω= (6-3)

数字信号处理课程设计

课程设计 课程设计名称:数字信号处理课程设计 专业班级:电信1203 学生姓名:刘海峰 学号: 201216020307 指导教师:乔丽红 课程设计时间:2015/07/01-2015/07/06 电子信息工程专业课程设计任务书

说明:本表由指导教师填写,由教研室主任审核后下达给选题学生,装订在设计(论文)首页

一. 技术要求 ?双线性变换法设计切比雪夫II型数字IIR低通滤波器, ?要求通带边界频率为400Hz, ?阻带边界频率分别为500Hz, ?通带最大衰减1dB, ?阻带最小衰减40dB, ?抽样频率为2000Hz, 二. 设计原理 IIR滤波器的设计包括三个步骤:①给出所需要的滤波器的技术指标; ②设计一个H(z)使其逼近所需要的技术指标:③实现所设计的H(z),IIR数字滤波器设计的最通用的方法是借助于模拟滤波器的设计方法。所以IIR数字低通滤波器的设计步骤是:①按一定规则将给出的数字滤波器的技术指标转换为模拟低通滤波器的技术指标;②根据转换后的技术指标设计模拟低通滤波器G(s):③再按一定规则将G(s)转换成H(z)。 在此过程中,我们用到了很多MATLAB中的函数,如设计切比雪夫低通滤波器的函数afd_chebl、由直接型转换为级联型的函数dir2cas、双线性变换的函数bilinear等。其中afd _chebl用于实现用模拟指标设计一个低通模拟滤波器,bilinear用于利用双线性变换法将模拟低通滤波器转换为数字低通滤波器。

三.程序流程图

四:源代码(完美版) %归一化低通滤波器技术指标 clc; clear all; Ap=1; %最大通带衰减 As=40; %最小阻带衰减 W=2000; %抽样周期 Wp=400; %通带边界频率 Ws=500; %阻带边界频率 wp=2*pi*Wp/W; %归一化通带边界频率 ws=2*pi*Ws/W; %归一化阻带边界频率 Wp1=tan(wp/2); %模拟低通滤波器通带边界频率 Ws1=tan(ws/2); %模拟低通滤波器阻带边界频率 %归一化切比雪夫II型低通模拟滤波器 [N,Wn]=cheb2ord(Wp1,Ws1,Ap,As,'s'); %确定滤波器阶数和频率尺度缩放因子 [BT,AT]=cheby2(N,As,Wn,'s');%传输函数的系数 [Z,P,K]=cheb2ap(N,As);%最小阻带衰减为As(DB)的N阶归一化模拟切比雪夫2型低通滤波器的零点、极点和增益因子 [H,W]=zp2tf(Z,P,K);%传输函数有理化形式 figure;

数字信号处理课程设计报告

本科生课程设计报告 课程名称数字信号处理课程设计指导教师赵亚湘 学院信息科学与工程学院专业班级通信工程1301班姓名 学号

摘要 (1) 一、课程设计目的 (2) 二、课程设计内容 (2) 三、设计思想和系统功能分析 (3) 3.2问题二的设计分析 (4) 3.3问题三的设计分析 (5) 3.4问题四的设计分析 (6) 3.5 GUI的设计分析 (7) 四、数据测试分析 (8) 4.1 问题一数据测试分析 (8) 4.2 问题二数据测试分析 (11) 4.3 问题三数据测试分析 (16) 4.4 问题四数据测试分析 (19) 4.5 GUI测试分析 (27) 五、问题及解决方案 (29) 5.1 设计过程 (29) 5.2 遇到的具体问题 (30) 六、设计心得体会 (31) 参考文献 (32) 附录

通信工程专业的培养目标是具备通信技术的基本理论和应用技术,能从事电子、信息、通信等领域的工作。鉴于我校充分培养学生实践能力的办学宗旨,对本专业学生的培养要进行工程素质培养、拓宽专业口径、注重基础和发展潜力。特别是培养学生的创新能力,以实现技术为主线多进行实验技能的培养。通过《数字信号处理》课程设计这一重要环节,可以将本专业的主干课程《数字信号处理》从理论学习到实践应用,对数字信号处理技术有较深的了解,进一步增强学生动手能力和适应实际工作的能力。 数字信号处理课程主要是采用计算机仿真软件,以数值计算的方法对信号进行分析、变换、滤波、检测、估计与识别等加工处理,以达到提取信息便于使用的目的。数字信号处理的目的是对真实世界的连续模拟信号进行测量或滤波。因此在进行数字信号处理之前需要将信号从模拟域转换到数字域,这通常通过模数转换器实现。而数字信号处理的输出经常也要变换到模拟域,这是通过数模转换器实现的。数字信号处理技术及设备具有灵活、精确、抗干扰强、设备尺寸小、造价低、速度快等突出优点,这些都是模拟信号处理技术与设备所无法比拟的。 数字信号处理的核心算法是离散傅立叶变换(DFT),是DFT使信号在数字域和频域都实现了离散化,从而可以用通用计算机处理离散信号。而使数字信号处理从理论走向实用的是快速傅立叶变换(FFT),FFT的出现大大减少了DFT的运算量,使实时的数字信号处理成为可能、极大促进了该学科的发展。 数字信号处理课程设计主要使用的仿真软件是MATLAB,MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称,和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户接口、连接其它编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。 关键词:数字信号处理 MATLAB 课程设计 DFT

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